Publié le 7 juin 2014 - par

MatBoard, carte d’extension pour Raspberry Pi sur KickStarter

matboard_250pxLa carte MatBoard est sur KickStarter. Il reste 25 jours si vous souhaitez encourager le constructeur de cette carte d’extension.

La MatBoard est destinée à étendre le bus du Raspberry Pi pour faciliter sa connexion au « monde réel ».

4 boutons poussoirs, 4 LED et 4 relais équipent la carte.Cette vidéo présente le concept de la carte MatBoard :


Vous trouverez ci-dessous la traduction d’une partie de la page Kickstarter. Les informations fournies sur KickStarter par Winchester Laboratories n’engagent pas framboise314 😉 …

Carte d’extension MatBoard pour Raspberry Pi :

  • Accès facile par logiciel
  • Commandez des appareils avec les relais
  • Lisez les valeurs fournies par un capteur
  • Créez et testez vos propres circuits

Le carte d’extension MatBoard est conçue pour être extrêmement facile à utiliser avec le Raspberry Pi, ce qui permettra à quiconque, même avec la connaissance la plus fondamentale de la programmation et de l’électronique de créer des projets en interaction avec le monde réel c’est à dire d’alimenter ou pas un objet, et de lire des capteurs.

Les jeunes de la génération Raspberry Pi sont les futurs programmeurs, les ingénieurs et les hackers qui seront les architectes de la technologie de demain. La MatBoard a un rôle à jouer pour aider à les inspirer.

Quels types de projets pouvez-vous concevoir avec la MatBoard?

Ce que vous pouvez concevoir et construire avec un Raspberry Pi et une MatBoard dépend de votre imagination et bien sûr vos compétences techniques.

Voici une liste de projets possibles pour vous donner des idées :

  • Jeu de quizz avec plusieurs boutons
  • Jeu de lumière Disco
  • Arrosage des plantes automatiquement pendant les vacances
  • Distributeurs automatiques de nourriture pour chats et chiens
  • Des robots, des robots, des robots …
  • Des systèmes de protection de votre chambre
  • Contrôler un pistolet à eau électrique
  • Contrôler des armes jouets NERF
  • Domotique
  • Surveillance d’oiseau au nid
  • Systèmes de sécurité et d’alarme
  • Systèmes de surveillance avec la caméra
  • Contrôleur de grille-pain
  • Gadgets contrôlés par iPhone

Pourquoi créer la MatBoard ?

Quand notre premier Raspberry Pi est arrivé mon fils (qui a 10 ans) et moi voulions immédiatement commencer à l’utiliser dans des projets du monde réel. En fait, nous voulions juste qu’il serve à quelque chose rapidement!

Nous avons commencé avec tous ces didacticiels classiques sur le GPIO qui vous montrent comment allumer/éteidre LED et relais, et lire l’état de commutateurs. Un des premiers projets a été de construire un jeu de « Simon ». Ce jeu génère une séquence aléatoire de LED qui vous dupliquez en appuyant sur les interrupteurs.

La configuration matérielle sur la planche à pain pour réaliser cela est assez complexe en utilisant (fils compris) une trentaine de composants… Voir l’image ci-dessous.

breadboard_01Nous avons alors décidé que nous voulions contrôler d’autres choses avec le Raspberry Pi. Par exemple au lieu de LED, d’allumer des grosses ampoules et utiliser de plus gros boutons. Bien qu’il existe plusieurs cartes d’extension Raspberry Pi disponibles beaucoup d’entre elles sont assez compliquées et pas adaptées pour les débutants. Nous voulions aussi quelque chose qui intègre des relais. De la sorte nous pourrions tout simplement nous connecter directement à l’extérieur sans risque de dommage pour le Raspberry Pi.

Nous avons commencé à construire nos propres circuits d’interface GPIO en de la carte prototype à bande (Veroboard), ce qui est très amusant, mais prend du temps et est différent pour chaque idée, pour chaque projet.

J’ai parlé à d’autres utilisateurs Raspberry Pi (et à des parents d’utilisateurs) et beaucoup d’entre eux m’ont dit que, après une activité initiale intense, beaucoup du Raspberry Pi finissent par prendre la poussière car il n’était pas facile de les amener à faire quoi que ce soit, sans connaissance de la conception électronique et sans expérience de la programmation.

L’idée est née de créer la « MatBoard » – ainsi nommée d’après le prénom de mon fils « Matthew ».

Le concept de la MatBoard

La MatBoard a été conçue pour être très facile à utiliser avec les commandes de base GPIO qui peuvent être exécutées à partir de Python ou Scratch. Elle se branche directement dans le connecteur GPIO du Raspberry Pi, avec un câble plat standard.

La carte est immédiatement utilisable car elle dispose de quatre LED de couleur et de commutateurs de couleur. D’emblée, vous pouvez commencer à tester vos idées de projets et le développement de code. Les voyants et commutateurs vous permettent de confirmer que les sorties fonctionnent et que les entrées peuvent acquérir des informations…

La carte possède également 4  relais qui supportent à 2A – 250VAC et 220 V CC. (Note: Pour des raisons de sécurité, nous vous déconseillons d’utiliser la carte MatBoard sur le secteur). Les relais sont reliés aux borniers qui peuvent être utilisés pour contrôler ce que vous voulez avec un interrupteur. Par exemple, des lumières, une pompes à eau, des vannes, des flashs de sécurité, des lampes de jardin, des moteurs, etc… Le Raspberry Pi utilise la logique 3,3 V et les broches GPIO sont reliés directement au cœur de son microprocesseur de sorte que nous avons utilisé un tampon de transistors Darlington pour commander les relais et protéger les entrées, ce qui rend l’expérimentation peu dangereuse.

Il y a aussi quatre entrées connectés à un bornier, qui peuvent être utilisés pour recevoir un signal provenant d’un commutateur, capteur de pression, capteur PIR ou autre circuit avec lequel le Raspberry Pi peut interagir. Ces entrées peuvent être utilisées soit en raccordant des commutateurs soit en appliquant une tension externe jusqu’à 30 V cc sans risquer d’endommager le Raspberry Pi.

Le premier projet était la version complète du « Simon » jeu qui a été utilisé lors d’une fête de l’école, ici des commutateurs de style arcade avec dans les lumières 12V intégrés sont utilisés pour mettre en œuvre la partie. (Voir l’image ci-dessous)

MatBoard - Jeu de "Simon"

MatBoard – Jeu de « Simon »

Zone de prototypage – pour les hackers et les ingénieurs

Nous voulions aussi que la carte puisse être utile aux nombreux aspirants hackers qui ont adopté le Raspberry Pi comme la plate-forme idéale. Pour cette raison, la carte MatBoard comporte une matrice de trous (env. 40 x 40 mm) qui peut être utilisé pour souder des composants. Elle dispose d’un bus d’alimentation 5 V et d’un autre de 0 V, qui sont également reliés à un bornier. Il y a également des connexions 3,3 V et I2C (SDA et SCL) à proximité de la zone de prototypage.

MatBoard - La zone de Prototypage

MatBoard – La zone de Prototypage

MatBoard - Un projet câblé sur la zone de prototypage (horloge RTC)

MatBoard – Un projet câblé sur la zone de prototypage (horloge RTC)

MatBoard - Vue générale de la carte avec zone de prototypage câblée

MatBoard – Vue générale de la carte avec zone de prototypage câblée

Conception mécanique

La MatBoard mesure 100mm x 100mm et dispose de 4 trous de 3,2 mm de diamètre. Ces trous  sont situés dans les coins de la carte pour faciliter sa fixation. Il ya aussi 4 trous qui peuvent être utilisés pour monter le Raspberry Pi sur le dessus de la carte MatBoard.

Développement

Le prototype Modèle A a été conçu et utilisé pour construire le jeu « Simon » et également commander un système d’arrosage pour une maison verte.

MatBoard - Premier exemplaire Model A

MatBoard – Premier exemplaire Model A

À la suite de la construction des projets, nous avons réalisé qu’il y avait plusieurs améliorations que nous pourrions apporter à la carte pour le rendre plus facile à utiliser et aussi de fournir plus de fonctionnalités.

  • Changer les borniers pour avoir un écart de 5 mm
  • Ajouter une sérigraphie pour un étiquetage clair
  • Utiliser un circuit à 4 couches avec des plans de masse et d’alimentation, pour une meilleure esthétique
  • Redessiner la zone de prototype
  • Ajouter des trous de fixation supplémentaires pour permettre le montage du Raspberry Pi sur le dessus de la carte, ce qui le rend plus facile à installer
  • Ajouter une horloge en temps réel
  • Prévoir une alimentation DC-DC à rendement élevé
  • Revoir les commandes de matériel pour réduire les coûts et les délais

Voici la version modèle B

MatBoard - Model B

MatBoard – Model B

Quelques projets

Vous avez vu ci-dessus le jeu de « Simon », voici quelques autres projets réalisés avec la MatBoard

Commande d'une arme-jouet NERF

Commande d’une arme-jouet NERF

Ça a été facile de relier la carte MatBoard au pistolet NERF. Un canal a été utilisé pour activer l’arme, l’autre pour lire le détecteur de mouvement, un autre pour tirer sur commande et deux canaux pour commander les LED « armement«  et « sécurité ».
MatBoard - Commande d'une pompe à eau
Commande d’une pompe à eau immergée : Ici la MatBoard est utilisée pour contrôler une pompe submersible 12V et lire le capteur de niveau d’eau. Une première étape en vue de la conception d’un système d’arrosage des plantes personnalisé.

Montage du Raspberry Pi

MatBoard - Le Raspberry Pi est fixé sur la carte
Des trous sont prévus sur la carte MatBoard pour recevoir le Raspberry Pi. Ici une plaque de plexiglas a été utilisée comme support.

Caractéristiques générales

  • Taille : 100 mm x 100 mm
  • Connecteurs : 26 points vers le GPIO du raspberry Pi, borniers à vis vers l’extérieur
  • Entrées : 4 entrées par les interrupteurs (de couleurs différentes) ou sur le bornier à vis, (GPIO 7,11,13,15)
  • Entrées : (avec les cavaliers retirés) 4 x 3,3 V à 30 V cc
  • Sorties : 4  LED et 4 canaux (relais) 2A @ 250VAC ou 220 V CC (GPIO 12,18,16,22)
  • Zone de prototypage : ~40 x 40 mm . Empreinte pour connecteur d’entrée d’alimentation, bus alimentation  5V, 3,3 V et 0V. Connexion facile au bus I2C (SDA et SCL)

Combien ça coûte ?

Comptez 8£ (+2£ de port) pour recevoir un circuit imprimé nu avec la liste de composants

Pour 9£ (+2£ de port) vous recevrez un tapis de souris avec l’image de la MatBoard en haute résolution

Pour 21£ (+2£ de port) vous recevrez un kit complet de la MatBoard à assembler vous même avec des exemples de programmes en Python. Offre réservée aux premiers arrivants (il reste actuellement 11 kits. Après ça coûtera 24£)

Pour 29£ (+2£ de port) c’est une MatBoard assemblée et prête à l’emploi que vous recevrez.

Allez jusqu’à 42£ (+3£ de port) pour la MatBoard assemblée, y compris le convertisseur DC-DC qui permet de faire fonctionner le Raspberry Pi sur batterie.

Avec 120£ c’est un ensemble comprenant la carte MatBoard + un Raspberry Pi et sa carte SD contenant les programmes exemples. Il y a aussi l’alimentation, le clavier et la souris, le dongle wifi et un hub USB ainsi que les câbles. Mais bon, il faut habiter en Grande-Bretagne pour pouvoir en profiter.

En rajoutant quelques £ vous pourrez personnaliser la sérigraphie de votre carte ou encore vous offrir l’arme NERF utilisée pour la démonstration vidéo.

Conclusion

Encore une carte d’extension… Celle-ci a l’avantage de n’avoir pas lésiné sur la dimension, ce qui peut la rendre plus accessible pour des enfants ou des débutants.
Par contre 23£ (28€) ça me parait bien cher pour une carte de ce type qui offre tout compte fait un nombre limité de possibilités…
A ce jour 43 personnes ont accordé leur confiance à MatBoard. 1050£ ont été promises sur un total visé de 1500£. La date limite pour les promesses est le 2 juillet 2014.
Bien entendu vous avez le droit de ne pas être de mon avis, et de le dire dans les commentaires ci-dessous…

Sources

https://www.kickstarter.com/projects/900987827/matboard-a-easy-to-use-gpio-board-for-raspberry-pi
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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

4 réflexions au sujet de « MatBoard, carte d’extension pour Raspberry Pi sur KickStarter »

  1. gUI

    Pour ma part, je ne suis pas trop convaincu. Son seul intérêt par rapport à une PiFace c’est d’avoir la zone de prototypage. On peut donc customiser cette carte pour son propre besoin (la board ultime n’existe pas, c’est à chacun de se la fabriquer).

    Mais je la trouve bcp trop grosse. Si c’est pour allumer 2 diodes et appuyer sur un interrupteur, la PiFace est bcp plus réussie.

    Répondre
  2. Ping : MatBoard, carte d'extension pour Raspberry Pi s...

    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour André
      Pourriez vous être plus précis? en dehors des problèmes d’emplacement des connecteurs
      qui peuvent se régler en « rehaussant » la carte PiFace, qu’avez vous constaté?
      Les 26 premières pins du connecteur GPIO sont identiques… donc il ne devrait pas y avoir de souci
      Cordialement
      François

      Répondre

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